Тип и технология аутентификации. Аутентификация: это что? Основные понятия

При подключении к WiFi сети возникает ошибка аутентификации – это весьма распространенная проблема. Именно поэтому так важно разобрать, почему она появляется и как ее устранить. Но прежде чем переходить к настройкам сети и устранению неполадок следует разобрать, что такое аутентификация. Это позволит понять, почему появляется данная ошибка и как быстро и надолго ее устранить.

Что такое аутентификация

Это система защиты беспроводных сетей, которая не позволяет посторонним подключаться к вашей группе. На сегодняшний день существует несколько типов аутентификации. Выбрать наиболее подходящий вариант можно в настройках роутера или точки доступа, которая используется для создания домашней сети. Как правило, в наше время используется тип шифрования (аутентификация) WPA-PSKWPA2-PSK2 mixed.

Это наиболее защищенный тип шифрования данных, который очень сложно взломать или обойти. При этом он также может разделяться на два типа. К примеру, в домашних условиях используется вариант с одной ключевой фразой для всех абонентов. Пользователь сам устанавливает ключ, который в дальнейшем требуется для подключения к сети.

Второй тип шифрования используется в организациях, которые требуют повышенного уровня защиты. В таком случае каждому доверенному абоненту присваивается уникальная парольная фраза. То есть вы сможете войти в группу только со своего компьютера и только после введения уникального ключа. В подавляющем большинстве случаев ошибка аутентификации при подключении к сети WiFi возникает именно в случае несоответствия типов шифрования и введенной парольной фразы.

Почему возникает ошибка аутентификации WiFi: Видео

Почему появляется ошибка проверки подлинности и как ее устранить

Как уже говорилось выше, если при подключении к WiFi сети система пишет «Ошибка аутентификации», то в первую очередь стоит проверить правильно написания ключевой фразы, а также включен ли Caps Lock. , то его можно проверить в настройках роутера. Но для этого вам придется подключиться к нему при помощи кабеля.

Рассмотрим, как узнать пароль на примере роутера D-LinkDir-615. После подключения к устройству откройте любимый браузер и в адресной строке пропишите IP маршрутизатора. Узнать его можно в инструкции или на корпусе самого устройства (внимательно осмотрите его со всех сторон).

Как легко узнать IP адрес WiFi роутера: Видео

Также узнать IP роутера можно при помощи командной строки. Нажмите комбинацию клавиш Windows+R, пропишите CMD и нажмите «Enter». В появившемся окне напишите команду ipconfig. Найдите строку «Основной шлюз» – это и есть нужный нам адрес.

Пропишите его в адресной строке браузера и нажмите «Enter». Дальше система попросит ввести логин и пароль. Пишем admin, admin соответственно.

Теперь внизу экрана найдите и нажмите кнопку «Расширенные настройки». Появится несколько дополнительных окон. Нас интересует раздел под названием «WiFi». В нем нужно найти настройки безопасности. Именно здесь вы можете выбрать тип аутентификации (шифрования) и изменить пароль.

Подключение к WiFi роутеру в Windows 8: Видео

Иногда проблема аутентификации при подключении компьютера к WiFi появляется даже при правильно введенном ключе. Это может означать, что в роутере произошел сбой или он просто подвис. Устраняется это простой перезагрузкой устройства. Это можно сделать в настройках или простым отключением питания на 7-10 минут.

Также следует проверить канал, на котором работает роутер. Для этого возвращаемся в начальное меню. В разделе WiFi нажимаем «Основные настройки» и находим строку «Канал». Рекомендуется устанавливать значение «Автоматически».

Встречаются и случаи, когда подобная ошибка появляется не из-за неполадок в роутере и не из-за неправильно введенного ключа. В таком случае следует проверить настройки в операционной системе.

Проверка ОС при ошибке аутентификации

Для подключения к беспроводной сети компьютер использует вай-фай адаптер. Именно из-за его неправильной работы могут появляться проблемы аутентификации сети WiFi. В первую очередь следует проверить наличие и правильность работы драйверов. Делается это в диспетчере устройств, который можно запустить следующим образом. Находите ярлык «Мой компьютер» и нажимаете на него правой кнопкой мышки.

Выбираете «Свойства» и открываете «Диспетчер устройств». Также можно одновременно нажать две клавиши – Windows+R, в появившемся окне написать mmc devmgmt.msc и нажать «Enter». В появившемся окне нас интересует «Сетевые адаптеры». Открываем ветку и смотрим, есть ли в списке ваш WiFi модуль. Как правило, в названии имеет Wireless Network Adapter. Если устройство помечено восклицательным знаком, то драйвера работают неправильно.

Наверняка каждый пользователь компьютерных систем (и не только) постоянно сталкивается с понятием аутентификации. Надо сказать, что не все четко понимают значение этого термина, постоянно путая его с другими. В общем смысле аутентификация - это очень объемное понятие, которое может включать в себя и совокупность некоторых других терминов, описывающих дополнительные процессы. Не вдаваясь в технические подробности, рассмотрим, что же это такое.

Понятие аутентификации

Общим определением для этого понятия является проверка подлинности чего-то. По сути, аутентификация - это процесс, позволяющий определить соответствие объекта или субъекта каким-то ранее зафиксированным уникальным данным или признакам. Иными словами, в какой-то системе имеются определенные характеристики, требующие подтверждения для доступа к ее основным или скрытым функциям. Заметьте, это именно процесс. Его ни в коем случае нельзя путать с идентификацией (которая является одной из составных частей процесса аутентификации) и авторизацией.

Кроме того, различают одностороннюю и взаимную аутентификацию на основе современных методов криптографии (шифрования данных). Простейшим примером взаимной аутентификации может быть, скажем, процесс двустороннего добавления пользователей в друзья на некоторых сайтах социальных сетей, когда и с той, и с другой стороны требуется подтверждение действия.

Идентификация

Итак. Идентификация, с точки зрения компьютерных технологий, представляет собой распознавание некоего объекта или, скажем, пользователя по заранее созданному идентификатору (например, логин, имя и фамилия, паспортные данные, идентификационный номер и т. д.). Такой идентификатор, кстати, впоследствии используется и при прохождении процедуры аутентификации.

Авторизация

Авторизация - наименее простой способ, обеспечивающий доступ к определенным функциям или ресурсам различных систем путем введения, к примеру, логина и пароля. В данном случае различие между понятиями состоит в том, что при авторизации пользователю всего лишь предоставляются определенные права, в то время как аутентификация - это как раз-таки сравнение того же логина и пароля с данными, зарегистрированными в самой системе, после чего можно получить доступ к расширенным или скрытым функциям того же интернет-ресурса или программного продукта (использование кода авторизации).

Наверное, многие сталкивались с ситуацией, когда загрузку файла с сайта невозможно произвести без авторизации на ресурсе. Вот именно после авторизации и следует процесс аутентификации, открывающий такую возможность.

Зачем нужна аутентификация

Области, в которых применяются процессы аутентификации, очень разнообразны. Сам процесс позволяет защитить любую систему от несанкционированного доступа или внедрения нежелательных элементов. Так, например, аутентификация широко используется при проверке электронных писем по открытому ключу и цифровой подписи, при сравнении контрольных сумм файлов и т. д.

Рассмотрим самые основные типы аутентификации.

Типы аутентификации

Как уже говорилось выше, аутентификация наиболее широко используется именно в компьютерном мире. Самый простой пример был описан на примере авторизации при входе на определенный сайт. Однако основные типы аутентификации этим не ограничиваются.

Одним из главных направлений, где используется такой процесс, является подключение к Сети. Будет это проводное соединение или аутентификация WiFi - без разницы. И в том и в другом случае процессы аутентификации практически ничем не отличаются.

Кроме использования логина или пароля для доступа в Сеть, специальные программные модули производят, так сказать, проверку законности подключения. Аутентификация WiFi или проводного подключения подразумевает не только сравнение паролей и логинов. Все намного сложнее. Сначала проверяется IP-адрес компьютера, ноутбука или мобильного гаджета.

Но ситуация такова, что поменять собственный IP в системе можно, что называется, элементарно. Любой, мало-мальски знакомый с этим пользователь, может произвести такую процедуру за считаные секунды. Более того, программ, автоматически изменяющих внешний IP, сегодня на просторах Интернета можно найти огромное количество.

Но вот дальше начинается самое интересное. На данном этапе аутентификация - это еще и средство проверки MAC-адреса компьютера или ноутбука. Наверное, не нужно объяснять, что каждый MAC-адрес уникален сам по себе, и в мире двух одинаковых просто не бывает. Именно это и позволяет определить правомерность подключения и доступа к Сети.

В некоторых случаях может возникнуть ошибка аутентификации. Это может быть связано с неправильной авторизацией или несоответствием ранее определенному идентификатору. Редко, но все же бывают ситуации, когда процесс не может быть завершен в связи с ошибками самой системы.

Наиболее распространена ошибка аутентификации именно при использовании подключения к Сети, но это в основном относится только к неправильному вводу паролей.

Если говорить о других областях, наиболее востребованным такой процесс является в биометрике. Именно биометрические системы аутентификации сегодня являются одними из самых надежных. Самыми распространенными способами являются сканирование отпечатков пальцев, встречающееся сейчас даже в системах блокировки тех же ноутбуков или мобильных устройств, и сканирование сетчатки глаза. Эта технология применяется на более высоком уровне, обеспечивающем, скажем, доступ к секретным документам и т. д.

Надежность таких систем объясняется достаточно просто. Ведь, если разобраться, в мире не существует двух человек, у которых бы полностью совпадали отпечатки пальцев или структура сетчатки глаза. Так что такой метод обеспечивает максимальную защиту в плане несанкционированного доступа. Кроме того, тот же биометрический паспорт можно назвать средством проверки законопослушного гражданина по имеющемуся идентификатору (отпечаток пальца) и сравнению его (а также данных из самого паспорта) с тем, что имеется в единой базе данных.

В этом случае аутентификация пользователей и представляется максимально надежной (не считая, конечно, подделок документов, хотя это достаточно сложная и трудоемкая процедура).

Заключение

Хочется надеяться, что из вышесказанного будет понятно, что представляет собой процесс аутентификации. Ну а областей применения, как видим, может быть очень много, причем в совершенно разных сферах жизни и

Процесс регистрации пользователя в системе состоит из трех взаимосвязанных, выполняемых последовательно процедур: идентификации, аутентификации и авторизации. Идентификация - это процедура распознавания субъекта по его идентификатору. В процессе регистрации субъект предъявляет системе свой идентификатор и она проверяет его наличие в своей базе данных. Субъекты с известными системе идентификаторами считаются легальными (законными), ос- тальные субъекты относятся к нелегальным. Аутентификация - процедура проверки подлинности субъекта, позволяющая достоверно убедиться в том, что субъект, предъявивший свой идентификатор, на самом деле является именно тем субъектом, идентификатор которого он использует. Для этого он должен подтвердить факт обладания некоторой информацией, которая может быть доступна только ему одному (пароль, ключ и т.п.). Авторизация - процедура предоставления субъекту опре- деленных прав доступа к ресурсам системы после прохождения им процедуры аутентификации. Для каждого субъекта в системе определяется набор прав, которые он может использовать при обращении к ее ресурсам.

Парольная аутентификация

В настоящее время парольная аутентификация является наиболее распространенной, прежде всего, благодаря своему единственному достоинству – простоте использования. Однако, парольная аутентификация имеет множество недостатков:

В отличие от случайно формируемых криптографических ключей (которые, например, может содержать уникальный предмет, используемый для аутентификации), пароли пользователя бывает возможно подобрать из-за достаточно небрежного отношения большинства пользователей к формированию пароля. Часто встречаются случаи выбора пользователями легко предугадываемых паролей.

Существуют и свободно доступны различные утилиты подбора паролей, в том числе, специализированные для конкретных широко распространенных программных средств. Например, на сайте www.lostpassword.com описана утилита подбора пароля для документа Microsoft Word 2000 (Word Password Recovery Key), предназначенная для восстановления доступа к документу, если его владелец забыл пароль. Несмотря на данное полезное назначение, ничто не мешает использовать эту и подобные ей утилиты для взлома чужих паролей

Пароль может быть получен путем применения насилия к его владельцу.

Пароль может быть подсмотрен или перехвачен при вводе.

Биометрическая аутентификация

Биометрическая аутентификация основана на уникальности ряда характеристик человека. Наиболее часто для аутентификации используются следующие характеристики:

Отпечатки пальцев.

Узор радужной оболочки глаза и структура сетчатки глаза.

Черты лица.

Схема кровеносных сосудов лица.

Форма и способ подписи.

В процессе биометрической аутентификации эталонный и предъявленный пользователем образцы сравнивают с некоторой погрешностью, которая определяется и устанавливается заранее. Погрешность подбирается для установления оптимального соотношения двух основных характеристик используемого средства биометрической аутентификации:

FAR (False Accept Rate) – коэффициент ложного принятия (т.е. некто успешно прошел аутентификацию под именем легального пользователя).

FRR (False Reject Rate) – коэффициент ложного отказа (т.е. легальный пользователь системы не прошел аутентификацию).

Обе величины измеряются в процентах и должны быть минимальны. Следует отметить, что величины являются обратнозависимыми, поэтому аутентифицирующий модуль при использовании биометрической аутентификации настраивается индивидуально – в зависимости от используемой биометрической характеристики и требований к качеству защиты ищется некая «золотая середина» между данными коэффициентами. В зависимости от используемой биометрической характеристики, средства биометрической аутентификации имеют различные достоинства и недостатки. Например, использование отпечатков пальцев наиболее привычно и удобно для пользователей, но, теоретически, возможно создание «искусственного пальца», успешно проходящего аутентификацию. Общий же недостаток биометрической аутентификации – необходимость в оборудовании для считывания биометрических характеристик, которое может быть достаточно дорогостоящим.

Многофакторной аутентификацией называют аутентификацию, при которой используются аутентификационные признаки разных типов.

Типы аутентифицирующих признаков и называются аутентификационными факторами.

Принято выделять следующие "факторы": "нечто, нам известное" (пароль), "нечто, нам присущее" (биометрика) и "нечто, у нас имеющееся" (документ или предмет, характеризующийся какой-то уникальной информацией. Обычно этот фактор сводится к формулировке "устройство", хотя такое сужение не всегда оправдано).

Двухфакторная аутентификация, согласно такой системе понятий, это аутентификация, при которой используется одновременно: пароль + устройство, пароль + биометрические данные или биометрические данные + устройство.

Какие доводы обычно приводятся в пользу такой аутентификации, в отличие от одно-факторной?

Стандартный ход заключается в том, что ввод пароля с клавиатуры как метод аутентификации имеет целый ряд очевидных недостатков и не может гарантировать надежной аутентификации.

Это, безусловно, так, но стоит ли из этого делать вывод о ненадежности "однофакторной" аутентификации вообще?

Существуют другие методы, например, электронная цифровая подпись (ЭЦП).

Подписывать ею документ может человек (автор, отправитель, архивариус) с использованием технических средств, а может какой-то процесс (например, при взаимной аутентификации технических средств путем обмена подписанными пакетами). Соответственно, ЭЦП, являясь реквизитом документа, позволяет аутентифицировать автора документа (отправителя пакета) или сам документ.

Вне зависимости от того, каким устройством сформирована и каким устройством проверяется ЭЦП, она представляет собой только один признак. Значит ли это, что метод ненадежен?

Другой, менее уязвимый довод в пользу двухфакторной (многофакторной) аутентификации сводится к тому, что чем больше факторов, тем меньше вероятность ошибок. Причем ошибок обоих типов - как "совпадения" и подтверждения статуса, которым пользователь в действительности не обладает (случайно или злонамеренно, например, путем перебора идентификаторов), так и ошибочного неподтверждения легального статуса из-за какого-либо сбоя.

Технические средства аутентификации

Смарт-карты - пластиковые карты стандартного размера банковской карты (стандарт ISO 7816-1), имеющие встроенную микросхему.

Смарт-карта более безопасное хранилище закрытого ключа. Для доступа к защищенной информации, хранящейся в памяти смарт-карты, требуется пароль, называемый PIN-кодом.

USB-ключ - аппаратное устройство, представляющее собой комбинацию смарт-карты и устройства чтения смарт-карт.

ОТР-токен - мобильное персональное устройство, принадлежащее определенному пользователю, генерирующее одноразовые пароли, используемые для аутентификации данного пользователя.

Аутентификация с одноразовым паролем обладает устойчивостью к атаке анализа сетевых пакетов, что дает ей значительное преимущество перед запоминаемыми паролями.

Учитывая степень доверия и политику безопасности систем, проводимая проверка подлинности может быть односторонней или взаимной. Обычно она проводится с помощью криптографических методов.

Аутентификацию не следует путать с авторизацией (процедурой предоставления субъекту определённых прав) и идентификацией (процедурой распознавания субъекта по его идентификатору).

История

С древних времён перед людьми стояла довольно сложная задача - убедиться в достоверности важных сообщений. Придумывались речевые пароли, сложные печати. Появление методов аутентификации с применением механических устройств сильно упрощало задачу, например, обычный замок и ключ были придуманы очень давно. Пример системы аутентификации можно увидеть в старинной сказке «Приключения Али́-Бабы́ и сорока разбойников» . В этой сказке говорится о сокровищах, спрятанных в пещере. Пещера была загорожена камнем. Отодвинуть его можно было только с помощью уникального речевого пароля: «Сезам, откройся!».

В настоящее время в связи с обширным развитием сетевых технологий, автоматическая аутентификация используется повсеместно.

Элементы системы аутентификации

В любой системе аутентификации обычно можно выделить несколько элементов :

субъект , который будет проходить процедуру аутентификации
характеристика субъекта - отличительная черта
хозяин системы аутентификации , несущий ответственность и контролирующий её работу
сам механизм аутентификации , то есть принцип работы системы
механизм, предоставляющий или лишающий субъекта определенных прав доступа

Элемент аутентификации	Пещера 40 разбойников	Регистрация в системе	Банкомат
Субъект	Человек, знающий пароль	Авторизованный пользователь	Владелец банковской карты
Характеристика	Пароль "Сезам, откройся!"	Секретный пароль	Банковская карта и персональный идентификатор
Хозяин системы	40 разбойников	Предприятие, которому принадлежит система	Банк
Механизм аутентификации	Волшебное устройство, реагирующее на слова	Программное обеспечение, проверяющее пароль	Программное обеспечение, проверяющее карту и идентификатор
Механизм управления доступом	Механизм, отодвигающий камень от входа в пещеру	Процесс регистрации, управления доступом	Разрешение на выполнение банковских операций

Факторы аутентификации

Ещё до появления компьютеров использовались различные отличительные черты субъекта, его характеристики. Сейчас использование той или иной характеристики в системе зависит от требуемой надёжности, защищенности и стоимости внедрения. Выделяют 3 фактора аутентификации :

Что-то, что мы знаем - пароль . Это секретная информация, которой должен обладать только авторизованный субъект. Паролем может быть речевое слово, текстовое слово, комбинация для замка или персональный идентификационный номер (PIN). Парольный механизм может быть довольно легко реализован и имеет низкую стоимость. Но имеет существенные минусы: сохранить пароль в секрете зачастую бывает проблематично, злоумышленники постоянно придумывают новые методы кражи, взлома и подбора пароля (см. бандитский криптоанализ). Это делает парольный механизм слабозащищенным.
Что-то, что мы имеем - устройство аутентификации . Здесь важен факт обладания субъектом каким-то уникальным предметом. Это может быть личная печать, ключ от замка , для компьютера это файл данных, содержащих характеристику. Характеристика часто встраивается в специальное устройство аутентификации, например, пластиковая карта , смарт-карта . Для злоумышленника заполучить такое устройство становится более проблематично, чем взломать пароль, а субъект может сразу же сообщить в случае кражи устройства. Это делает данный метод более защищенным, чем парольный механизм, однако, стоимость такой системы более высокая.
Что-то, что является частью нас - биометрика . Характеристикой является физическая особенность субъекта. Это может быть портрет, отпечаток пальца или ладони , голос или особенность глаза . С точки зрения субъекта, данный метод является наиболее простым: не надо ни запоминать пароль, ни переносить с собой устройство аутентификации. Однако, биометрическая система должна обладать высокой чувствительностью, чтобы подтверждать авторизованного пользователя, но отвергать злоумышленника со схожими биометрическими параметрами. Также стоимость такой системы довольно велика. Но несмотря на свои минусы, биометрика остается довольно перспективным фактором.

Способы аутентификации

Аутентификация по многоразовым паролям

Один из способов аутентификации в компьютерной системе состоит во вводе вашего пользовательского идентификатора, в просторечии называемого «логином » (англ. login - регистрационное имя пользователя) и пароля - некой конфиденциальной информации. Достоверная (эталонная) пара логин-пароль хранится в специальной базе данных.

Простая аутентификация имеет следующий общий алгоритм :

Субъект запрашивает доступ в систему и вводит личный идентификатор и пароль
Введенные уникальные данные поступают на сервер аутентификации, где сравниваются с эталонными
При совпадении данных с эталонными, аутентификация признается успешной, при различии - субъект перемещается к 1-му шагу

Введённый субъектом пароль может передаваться в сети двумя способами:

Незашифрованно, в открытом виде, на основе протокола парольной аутентификации ( , PAP)
С использованием шифрования SSL или TLS . В этом случае уникальные данные, введённые субъектом передаются по сети защищенно.

Защищенность

С точки зрения максимальной защищенности, при хранении и передаче паролей следует использовать однонаправленные функции . Обычно для этих целей используются криптографически стойкие хэш-функции . В этом случае на сервере хранится только образ пароля. Получив пароль и проделав его хэш-преобразование , система сравнивает полученный результат с эталонным образом, хранящимся в ней. При их идентичности, пароли совпадают. Для злоумышленника, получившего доступ к образу, вычислить сам пароль практически невозможно.

Использование многоразовых паролей имеет ряд существенных минусов. Во-первых, сам эталонный пароль или его хэшированный образ хранятся на сервере аутентификации. Зачастую хранение пароля производится без криптографических преобразований, в системных файлах. Получив доступ к ним, злоумышленник легко доберётся до конфиденциальной информации. Во-вторых, субъект вынужден запоминать (или записывать) свой многоразовый пароль. Злоумышленник может заполучить его, просто применив навыки социальной инженерии , без всяких технических средств. Кроме того, сильно снижается защищенность системы в случае, когда субъект сам выбирает себе пароль. Зачастую это оказывается какое-то слово или комбинация слов, присутствующие в словаре. При достаточном количестве времени злоумышленник может взломать пароль простым перебором. Решением этой проблемы является использование случайных паролей или ограниченность по времени действия пароля субъекта, по истечении которого пароль необходимо поменять.

Базы учетных записей

На компьютерах с ОС семейства UNIX, базой является файл /etc/master.passwd (в дистрибутивах Linux обычно файл /etc/shadow, доступный для чтения только root), в котором пароли пользователей хранятся в виде хеш-функций от открытых паролей, кроме этого в этом же файле хранится информация о правах пользователя. Изначально в Unix-системах пароль (в зашифрованном виде) хранился в файле /etc/passwd , доступном для чтения всем пользователям, что было небезопасно.

На компьютерах с операционной системой Windows / / / (не входящих в домен Windows) такая база данных называется SAM (Security Account Manager - Диспетчер защиты учётных записей). База SAM хранит учётные записи пользователей, включающие в себя все данные, необходимые системе защиты для функционирования. Находится в директории %windir%\system32\config\.

Однако более надёжным способом хранения аутентификационных данных признано использование специальных аппаратных средств (компонентов).

При необходимости обеспечения работы сотрудников на разных компьютерах (с поддержкой системы безопасности) используют аппаратно-программные системы, позволяющие хранить аутентификационные данные и криптографические ключи на сервере организации. Пользователи свободно могут работать на любом компьютере (рабочей станции), имея доступ к своим аутентификационным данным и криптографическим ключам.

Аутентификация по одноразовым паролям

Заполучив однажды многоразовый пароль субъекта, злоумышленник имеет постоянный доступ к взломанной конфиденциальной информации. Эта проблема решается применением одноразовых паролей (OTP – One Time Password). Суть этого метода - пароль действителен только для одного входа в систему, при каждом следующем запросе доступа - требуется новый пароль. Реализован механизм аутентификации по одноразовым паролям может быть как аппаратно, так и программно.

Технологии использования одноразовых паролей можно разделить на:

Использование генератора псевдослучайных чисел, единого для субъекта и системы
Использование временных меток вместе с системой единого времени
Использование базы случайных паролей, единого для субъекта и для системы

В первом методе используется генератор псевдослучайных чисел с одинаковым значением для субъекта и для системы. Сгенерированный субъектом пароль может передаваться системе при последовательном использовании односторонней функции или при каждом новом запросе, основываясь на уникальной информации из предыдущего запроса.

Во втором методе используются временные метки. В качестве примера такой технологии можно привести SecurID . Она основана на использовании аппаратных ключей и синхронизации по времени. Аутентификация основана на генерации случайных чисел через определенные временные интервалы. Уникальный секретный ключ хранится только в базе системы и в аппаратном устройстве субъекта. Когда субъект запрашивает доступ в систему, ему предлагается ввести PIN-код, а также случайно генерируемое число, отображаемого в этот момент на аппаратном устройстве. Система сопоставляет введенный PIN-код и секретный ключ субъекта из своей базы и генерирует случайное число, основываясь на параметрах секретного ключа из базы и текущего времени. Далее проверяется идентичность сгенерированного числа и числа, введённого субъектом.

Третий метод основан на единой базе паролей для субъекта и системы и высокоточной синхронизации между ними. При этом каждый пароль из набора может быть использован только один раз. Благодаря этому, даже если злоумышленник перехватит используемый субъектом пароль, то он уже будет недействителен.

По сравнению с использованием многоразовых паролей, одноразовые пароли предоставляют более высокую степень защиты.

Многофакторная аутентификация

В последнее время всё чаще применяется, так называемая, расширенная или многофакторная аутентификация. Она построена на совместном использовании нескольких факторов аутентификации. Это значительно повышает защищенность системы.

В качестве примера можно привести использование SIM-карт в мобильных телефонах . Субъект вставляет аппаратно свою карту (устройство аутентификации) в телефон и при включении вводит свой PIN-код (пароль).

Также, к примеру в некоторых современных ноутбуках присутствует сканер отпечатка пальца . Таким образом, при входе в систему субъект должен пройти эту процедуру (биометрика), а потом ввести пароль .

Выбирая для системы тот или иной фактор или способ аутентификации необходимо прежде всего отталкиваться от требуемой степени защищенности, стоимости построения системы, обеспечения мобильности субъекта.

Можно привести сравнительную таблицу:

Уровень риска	Требования к системе	Технология аутентификации	Примеры применения
Низкий	Требуется осуществить аутентификацию для доступа к системе, причём кража, взлом, разглашение конфиденциальной информации не будет иметь значительных последствий	Рекомендуется минимальное требование - использование многоразовых паролей	Регистрация на портале в сети Интернет
Средний	небольшой ущерб	Рекомендуется минимальное требование - использование одноразовых паролей	Произведение субъектом банковских операций
Высокий	Требуется осуществить аутентификацию для доступа к системе, причём кража, взлом, разглашение конфиденциальной информации причинит значительный ущерб	Рекомендуется минимальное требование - использование многофакторной аутентификации	Проведение крупных межбанковских операций руководящим аппаратом

Протоколы аутентификации

Процедура аутентификации используется при обмене информацией между компьютерами, при этом используются весьма сложные криптографические протоколы , обеспечивающие защиту линии связи от прослушивания или подмены одного из участников взаимодействия. А поскольку, как правило, аутентификация необходима обоим объектам, устанавливающим сетевое взаимодействие, то аутентификация может быть и взаимной.

Самый простой протокол аутентификации - доступ по паролю (Password Authentication Protocol , PAP). Его суть состоит в том, что вся информация о субъекте (идентификатор и пароль) передается по сети в открытом виде. Это и является главным недостатком PAP, так как злоумышленник может легко получить доступ к передающимся незашифрованным данным.

Более сложные протоколы аутентификации основаны на принципе "запрос-ответ", например, протокол CHAP (Challenge-Handshake Authentication Protocol) . Работа протокола типа "запрос-ответ" может состоять минимум из четырех стадий:

Система генерирует случайное число и отправляет его субъекту
Субъект зашифровывает полученное число на основе своего уникального ключа и результат отправляет системе
Система расшифровывает полученное сообщение на основе того же уникального ключа. При совпадении результата с исходным случайным числом, аутентификация проходит успешно.

Сам уникальный ключ, на основе которого производится шифрование и с одной, и с другой стороны, не передается по сети, следовательно, злоумышленник не сможет его перехватить. Но субъект должен обладать собственным вычислительным шифрующим устройством, например, смарт-карта , мобильный телефон .

Принцип действия протоколов взаимной аутентификации отличаются от протоколов типа "запрос-ответ" незначительно:

Субъект отправляет системе запрос, содержащий его персональный идентификатор и случайное число N1
Система зашифровывает полученное число N1 на основе уникального ключа , генерирует случайное число N2, и отправляет их оба субъекту
Cубъект расшифровывает полученное число на основе своего уникального ключа и сравнивает результат с N1. Идентичность означает, что система обладает тем же уникальным ключом, что и субъект
Субъект зашифровывает полученное число N2 на основе своего уникального ключа и результат отправляет системе
Система расшифровывает полученное сообщение на основе того же уникального ключа. При совпадении результата с исходным числом N2, взаимная аутентификация проходит успешно.

Алгоритм, приведенный выше, часто называют рукопожатием. В обоих случаях аутентификация проходит успешно, только если субъект имеет идентичные с системой уникальные ключи.

Как известно, практически в любых компьютерных системах существует необходимость аутентификации. В ходе этой процедуры компьютерная система проверяет, действительно ли пользователь тот, за кого себя выдает. Для того, чтобы получить доступ к компьютеру, в Интернет, к системе удаленного управления банковским счетом и т. д., пользователю необходимо убедительно доказать компьютерной системе, что "он есть та самая персона", а не кто-либо еще. Для этого он должен предъявить системе некую аутентификационную информацию, на основании которой модуль аутентификации данной системы выносит решение о предоставлении ему доступа к требуемому ресурсу (доступ разрешен/нет).

В настоящее время для такой проверки применяется информация трех видов.

Первый - уникальная последовательность символов , которую пользователь должен знать для успешного прохождения аутентификации. Простейший пример - парольная аутентификация, для которой достаточно ввести в систему свой идентификатор (например, логин) и пароль.

Второй вид информации - уникальное содержимое или уникальные характеристики предмета. Простейший пример - ключ от любого замка. В случае же компьютерной аутентификации в этом качестве выступают любые внешние носители информации: смарт-карты, электронные таблетки iButton, USB-токены и т. д.

И, наконец, третий вид аутентификации - по биометрической информации , которая неотъемлема от пользователя. Это может быть отпечаток пальца, рисунок радужной оболочки глаза, форма лица, параметры голоса и т. д.

Очень часто комбинируют несколько видов информации, по которой проводится аутентификация. Типичный пример: аутентификационная информация хранится на смарт-карте, для доступа к которой нужно ввести пароль (PIN-код). Такая аутентификация называется двухфакторной . Существуют реальные системы и с трехфакторной аутентификацией.

В ряде случаев требуется и взаимная аутентификация - когда оба участника информационного обмена проверяют друг друга. Например, перед передачей удаленному серверу каких-либо важных данных пользователь должен убедиться, что это именно тот сервер, который ему необходим.

Удаленная аутентификация

В случае удаленной аутентификации (скажем, пользователь намерен получить доступ к удаленному почтовому серверу для проверки своей электронной почты) существует проблема передачи аутентификационной информации по недоверенным каналам связи (через Интернет или локальную сеть). Чтобы сохранить в тайне уникальную информацию, при пересылке по таким каналам используется множество протоколов аутентификации. Рассмотрим некоторые из них, наиболее характерные для различных применений.

Доступ по паролю

Простейший протокол аутентификации - доступ по паролю (Password Access Protocol, PAP): вся информация о пользователе (логин и пароль) передается по сети в открытом виде (рис. 1). Полученный сервером пароль сравнивается с эталонным паролем данного пользователя, который хранится на сервере. В целях безопасности на сервере чаще хранятся не пароли в открытом виде, а их хэш-значения.

Рисунок 1 - Схема протокола PAP

Данная схема имеет весьма существенный недостаток: любой злоумышленник, способный перехватывать сетевые пакеты, может получить пароль пользователя с помощью простейшего анализатора пакетов типа sniffer. А получив его, злоумышленник легко пройдет аутентификацию под именем владельца пароля.

По сети в процессе аутентификации может передаваться не просто пароль, а результат его преобразования - скажем, тот же хэш пароля. К сожалению, это не устраняет описанный выше недостаток - злоумышленник с тем же успехом может перехватить хэш пароля и применять его впоследствии.

Недостатком данной схемы аутентификации можно считать и то, что любой потенциальный пользователь системы должен предварительно зарегистрироваться в ней - как минимум ввести свой пароль для последующей аутентификации. А описанные ниже более сложные протоколы аутентификации типа "запрос-ответ" позволяют в принципе расширить систему на неограниченное количество пользователей без их предварительной регистрации.

Запрос-ответ

В семейство протоколов, называемых обычно по процедуре проверки "запрос-ответ", входит несколько протоколов, которые позволяют выполнить аутентификацию пользователя без передачи информации по сети. К протоколам семейства "запрос-ответ" относится, например, один из наиболее распространенных - протокол CHAP (Challenge-Handshake Authentication Protocol).

Процедура проверки включает как минимум четыре шага (рис. 2):

· пользователь посылает серверу запрос на доступ, включающий его логин;
· сервер генерирует случайное число и отправляет его пользователю;
· пользователь шифрует полученное случайное число симметричным алгоритмом шифрования на своем уникальном ключе, результат зашифрования отправляется серверу;
· сервер расшифровывает полученную информацию на том же ключе и сравнивает с исходным случайным числом. При совпадении чисел пользователь считается успешно аутентифицированным, поскольку признается владельцем уникального секретного ключа.

Рисунок 2 - Схема протокола аутентификации типа "запрос-ответ".

Аутентифицирующей информацией в данном случае служит ключ, на котором выполняется шифрование случайного числа. Как видно из схемы обмена, данный ключ никогда не передается по сети, а лишь участвует в вычислениях, что составляет несомненное преимущество протоколов данного семейства.

Основной недостаток подобных систем аутентификации - необходимость иметь на локальном компьютере клиентский модуль, выполняющий шифрование. Это означает, что, в отличие от протокола PAP, для удаленного доступа к требуемому серверу годится только ограниченное число компьютеров, оснащенных таким клиентским модулем.

Однако в качестве клиентского компьютера может выступать и смарт-карта либо аналогичное "носимое" устройство, обладающее достаточной вычислительной мощностью, например, мобильный телефон. В таком случае теоретически допустима аутентификация и получение доступа к серверу с любого компьютера, оснащенного устройством чтения смарт-карт, с мобильного телефона или КПК.

Протоколы типа "запрос-ответ" легко "расширяются" до схемы взаимной аутентификации (рис. 3). В этом случае в запросе на аутентификацию пользователь (шаг 1) посылает свое случайное число (N1). Сервер на шаге 2, помимо своего случайного числа (N2), должен отправить еще и число N1, зашифрованное соответствующим ключом. Тогда перед выполнением шага 3 пользователь расшифровывает его и проверяет: совпадение расшифрованного числа с N1 указывает, что сервер обладает требуемым секретным ключом, т. е. это именно тот сервер, который нужен пользователю. Такая процедура аутентификации часто называется рукопожатием.

Рисунок 3 - Схема протокола взаимной аутентификации

Как видно, аутентификация будет успешна только в том случае, если пользователь предварительно зарегистрировался на данном сервере и каким-либо образом обменялся с ним секретным ключом.

Заметим, что вместо симметричного шифрования в протоколах данного семейства может применяться и асимметричное шифрование, и электронная цифровая подпись. В таких случаях схему аутентификации легко расширить на неограниченное число пользователей, достаточно применить цифровые сертификаты в рамках инфраструктуры открытых ключей.

Протокол Kerberos

Протокол Kerberos, достаточно гибкий и имеющий возможности тонкой настройки под конкретные применения, существует в нескольких версиях. Мы рассмотрим упрощенный механизм аутентификации, реализованный с помощью протокола Kerberos версии 5 (рис. 4):

Рисунок 4 - Схема протокола Kerberos

Прежде всего, стоит сказать, что при использовании Kerberos нельзя напрямую получить доступ к какому-либо целевому серверу. Чтобы запустить собственно процедуру аутентификации, необходимо обратиться к специальному серверу аутентификации с запросом, содержащим логин пользователя. Если сервер не находит автора запроса в своей базе данных, запрос отклоняется. В противном случае сервер аутентификации формирует случайный ключ, который будет использоваться для шифрования сеансов связи пользователя с еще одним специальным сервером системы: сервером предоставления билетов (Ticket-Granting Server, TGS). Данный случайный ключ (обозначим его Ku-tgs) сервер аутентификации зашифровывает на ключе пользователя (Kuser) и отправляет последнему. Дополнительная копия ключа Ku-tgs с рядом дополнительных параметров (называемая билетом) также отправляется пользователю зашифрованной на специальном ключе для связи серверов аутентификации и TGS (Ktgs). Пользователь не может расшифровать билет, который необходим для передачи серверу TGS на следующем шаге аутентификации.

Следующее действие пользователя - запрос к TGS, содержащий логин пользователя, имя сервера, к которому требуется получить доступ, и тот самый билет для TGS. Кроме того, в запросе всегда присутствует метка текущего времени, зашифрованная на ключе Ku-tgs. Метка времени нужна для предотвращения атак, выполняемых повтором перехваченных предыдущих запросов к серверу. Подчеркнем, что системное время всех компьютеров, участвующих в аутентификации по протоколу Kerberos, должно быть строго синхронизировано.

В случае успешной проверки билета сервер TGS генерирует еще один случайный ключ для шифрования сеансов связи между пользователем, желающим получить доступ, и целевым сервером (Ku-serv). Этот ключ шифруется на ключе Kuser и отправляется пользователю. Кроме того, аналогично шагу 2, копия ключа Ku-serv и необходимые целевому серверу параметры аутентификации (билет для доступа к целевому серверу) посылаются пользователю еще и в зашифрованном виде (на ключе для связи TGS и целевого сервера - Kserv).

Теперь пользователь должен послать целевому серверу полученный на предыдущем шаге билет, а также метку времени, зашифрованную на ключе Ku-serv. После успешной проверки билета пользователь наконец-то считается аутентифицированным и может обмениваться информацией с целевым сервером. Ключ Ku-serv, уникальный для данного сеанса связи, часто применяется и для шифрования пересылаемых в этом сеансе данных.

В любой системе может быть несколько целевых серверов. Если пользователю необходим доступ к нескольким из них, он снова формирует запросы к серверу TGS - столько раз, сколько серверов нужно ему для работы. Сервер TGS генерирует для каждого из таких запросов новый случайный ключ Ku-serv, т. е. все сессии связи с различными целевыми серверами защищены при помощи разных ключей.

Процедура аутентификации по протоколу Kerberos выглядит достаточно сложной. Однако не стоит забывать, что все запросы и зашифровывание их нужными ключами автоматически выполняет ПО, установленное на локальном компьютере пользователя. Вместе с тем необходимость установки достаточно сложного клиентского ПО - несомненный недостаток данного протокола. Впрочем, сегодня поддержка Kerberos встроена в наиболее распространенные ОС семейства Windows, начиная с Windows 2000, что нивелирует данный недостаток.

Второй недостаток - необходимость в нескольких специальных серверах (доступ к целевому серверу обеспечивают как минимум еще два, сервер аутентификации и TGS). Однако в системах с небольшим числом пользователей все три сервера (аутентификации, TGS и целевой) могут физически совмещаться на одном компьютере.

Вместе с тем следует подчеркнуть, что сервер аутентификации и TGS должны быть надежно защищены от несанкционированного доступа злоумышленников. Теоретически злоумышленник, получивший доступ к TGS или серверу аутентификации, способен вмешаться в процесс генерации случайных ключей или получить ключи всех пользователей и, следовательно, инициировать сеансы связи с любым целевым сервером от имени любого легального пользователя.